Системы взвешивания
Известны два основных метода определения веса объекта — взвешивание путем деформации или взвешивание с помощью уравновешивающей силы. В первом случае, примером которого являются пружинные весы, взвешиваемый объект деформирует поддерживающую опору, и путем измерения этой деформации определяется вес объекта. Во втором случае, типичным примером которого являются двух-чашечные стрелочные кухонные весы, вес объекта уравновешивается некоторой силой (электрическим, пневматическим или гидравлическим способом), которая затем может быть измерена.
Большинство промышленных систем взвешивания основаны на эффекте деформации под влиянием нагрузки, а их первичным измерительным элементом является нагрузочная ячейка. В простейшем случае эта ячейка представляет собой цилиндр, на котором закреплены тензодатчики. Последние состоят из высококачественной сетки тонких проволочек, как показано на рис. 4.9. При деформации этой сетки происходит изменение длины и поперечного сечения проволоки, и, как следствие, немного изменяется сопротивление. Поскольку тензодатчики закреплены на поверхности цилиндра, их изгиб определяется изменением размеров цилиндра, которое, в свою очередь, вызывается приложенной нагрузкой.
Изменение сопротивления является очень малым (обычно менее 0.1 Ом при номинальном сопротивлении 100 Ом) и по величине сравнимо с изменением под влиянием температуры (см. разд. Температура). Поэтому обычно на нагрузочной ячейке закрепляются четыре тензодатчика, из которых два воспринимают нагрузку (деформируются), а два, расположенные под углом 90°, являются ненагру-женными. Включение этих тензодатчиков в мост Уитстона позволяет получить выходной сигнал, зависящий только от нагрузки и не зависящий от температуры.
Взвешивание представляет собой нечто подобное «черной магии», поэтому нужно принять все необходимые меры, чтобы гарантировать, что нагрузка приходится только на нагрузочную ячейку, а заедание или нежелательная поддержка, скажем, трубками или тросиками отсутствуют. Во избежание повреждений следует также принять во внимание воздействие ударов от падающих предметов.